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首页 / 专利分类库 / 基本电气元件 / 用于直接转变化学能为电能的方法或装置，例如电池组 / 除燃料电池外的电化学电池非活性部件的结构零部件或制造工艺，例如:混合电池 / .便于气体外泄的装置 / ..具有中和或吸收电解液的装置；具有防止电解液通过排气孔泄露的装置 / 电池单元及包括该电池单元的电池模块

电池单元及包括该电池单元的电池模块
申请号 CN202280007386.1 申请日 2022-07-06 公开(公告)号 CN116529945A 公开(公告)日 2023-08-01
申请人 株式会社LG新能源; 发明人 宋大雄; 金橡熏; 姜旻亨; 庾亨均; 林鑂熙; 黄随枝;
摘要 根据本 发明 的一个实施方式的 电池 单元包括：电池壳体，其中在容纳部分中安装有 电极 组件并且该电池壳体包括密封部分，该密封部分具有其中密封其外周的结构；电极引线，其电连接到包括在电极组件中的电极接头并且其通过密封部分从电池壳体向外突出；以及引线膜，其位于电极引线的顶部和/或底部处的与密封部分相对应的部分处，其中气体排放引导部分被插入到引线膜中，电池壳体包括从密封部分延伸的盖部分，并且盖部分位于引线膜上并且能够从电池壳体向外突出。
权利要求

1.一种电池单元，该电池单元包括：
电池壳体，该电池壳体具有容纳部分和密封部分，在所述容纳部分中安装有电极组件，所述密封部分通过密封其外周而形成；
电极引线，该电极引线电连接到包括在所述电极组件中的电极接头并且经由所述密封部分突出到所述电池壳体之外；以及
引线膜，该引线膜位于所述电极引线的上部和下部中的至少一个中的与所述密封部分相对应的部分处，
其中，气体排放引导单元被插入到所述引线膜中，
所述电池壳体包括从所述密封部分延伸的盖部分，并且
所述盖部分位于所述引线膜上并且在所述电池壳体的向外方向上突出。
2.根据权利要求1所述的电池单元，
其中，所述盖部分位于所述气体排放引导单元上。
3.根据权利要求2所述的电池单元，
其中，所述气体排放引导单元位于与所述盖部分的中心相对应的部分中。
4.根据权利要求2所述的电池单元，
其中，基于与所述电极引线的突出方向垂直的方向，所述盖部分的长度等于或大于所述气体排放引导单元的长度。
5.根据权利要求4所述的电池单元，
其中，基于与所述电极引线的突出方向垂直的方向，所述盖部分的长度等于或小于所述引线膜的长度。
6.根据权利要求1所述的电池单元，
其中，基于所述电极引线的突出方向，所述盖部分的端部被定位为比所述引线膜的端部更靠外。
7.根据权利要求6所述的电池单元，
其中，基于所述电极引线的突出方向，所述电极引线的端部被定位为比所述盖部分的端部更靠外。
8.根据权利要求6所述的电池单元，
其中，所述盖部分基于所述密封部分在远离所述引线膜的方向上弯曲。
9.根据权利要求1所述的电池单元，
其中，所述气体排放引导单元沿所述电极引线的突出方向延伸，并且用所述引线膜围绕所述气体排放引导单元的与所述电池壳体的外侧相邻的端部。
10.根据权利要求9所述的电池单元，
其中，所述气体排放引导单元的与所述电池壳体的内侧相邻的端部在所述电池壳体的内部暴露。
11.根据权利要求1所述的电池单元，
其中，在所述气体排放引导单元与所述引线膜之间的界面处形成有气体排放路径。
12.根据权利要求11所述的电池单元，
其中，所述气体排放引导单元与所述引线膜之间的粘合力小于所述引线膜与所述电极引线之间的粘合力或者所述引线膜与所述密封部分之间的粘合力。
13.根据权利要求12所述的电池单元，
其中，所述气体排放引导单元是由聚酰亚胺和聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种制成的膜层。
14.根据权利要求12所述的电池单元，
其中，所述气体排放引导单元为由液体树脂制成的涂覆层。
15.根据权利要求12所述的电池单元，
其中，所述气体排放引导单元还包括吸气材料，所述吸气材料含有氧化钙(CaO)、氯化锂(LiCl)、二氧化硅(SiO2)、氧化钡(BaO)、钡(Ba)和钙(Ca)中的至少一种。
16.根据权利要求1所述的电池单元，
其中，所述气体排放引导单元位于所述电极引线上，并且在所述气体排放引导单元与所述电极引线之间形成有粘合层。
17.根据权利要求16所述的电池单元，
其中，所述气体排放引导单元与所述引线膜之间的粘合力小于所述粘合层与所述气体排放引导单元之间的粘合力以及所述粘合层与所述电极引线之间的粘合力中的至少一种。
18.根据权利要求17所述的电池单元，
其中，所述粘合层由胶带或粘合粘结剂制成。
19.根据权利要求1所述的电池单元，
其中，所述引线膜在60℃具有20巴勒至60巴勒的气体渗透率。
20.根据权利要求1所述的电池单元，
其中，在25℃、50％RH的条件下，所述引线膜在10年内具有0.02g至0.2g的湿气渗透量。
21.根据权利要求1所述的电池单元，
其中，所述气体排放引导单元在60℃具有40巴勒以上的气体渗透率。
22.一种电池模块，该电池模块包括根据权利要求1所述的电池单元。
说明书全文

电池单元及包括该电池单元的电池模块

技术领域

[0001] 本公开涉及电池单元及包括该电池单元的电池模块，并且更具体地说，涉及改进了绝缘性能和气体排放性能的电池单元及包括该电池单元的电池模块。本申请要求于2021年7月6日在韩国提交的韩国专利申请No.10‑2021‑0088729和2022年7月4日在韩国提交的韩国专利申请No.10‑2022‑0081995的优先权，其公开内容通过引用并入本文中。

背景技术

[0002] 随着对移动装置的技术发展和需求的增加，对二次电池作为能源的需求正在迅速增加。具体而言，二次电池不仅作为诸如移动电话、数码相机、笔记本电脑和可穿戴装置之类的移动装置的能源，而且作为诸如电动自行车、电动车辆、混合动力电动车辆之类动力装置的能源也备受关注。
[0003] 依据电池壳体的形状，这些二次电池分类为其中电极组件被包括在圆柱形或方形金属罐中的圆柱形电池和方形电池、以及其中电极组件被包括在铝层压片的袋型壳体中的袋型电池。这里，电池壳体中包括的电极组件是包括正极、负极和置于正极和负极之间的隔膜的电力元件，并且能够充电和放电，并且被分类为其中涂覆有活性材料的长片型正极和负极与置于它们之间的隔膜一起卷绕的卷芯型、以及其中多个正极和负极在隔膜置于它们之间的情况下依次层叠的层叠型。
[0004] 其中，具体而言，其中层叠型或层叠/折叠型电极组件被包括在由铝层压片制成的袋型电池壳体中的袋型电池由于制造成本低、重量轻并且容易变形而越来越多地被使用。
[0005] 图1是示出了传统的电池单元的顶视图。图2是沿图1的轴a‑a′提取的截面图。
[0006] 参照图1和图2，传统的电池单元10包括电池壳体20，电池壳体20具有其中安装电极组件11的容纳部分21和通过密封其外周而形成的密封部分25。另外，电池单元10包括：电极引线30，电极引线30电连接到电极组件11中包括的电极接头15并且经由密封部分25突出到电池壳体20之外；以及引线膜40，引线膜40位于电极引线30的上部和下部与密封部分25之间。
[0007] 然而，随着近年来电池单元能量密度的增加，存在的问题在于：电池单元内部产生的气体量也增加。在传统的电池单元10的情况下，没有包括能够排放电池单元内部产生的气体的部件，因此由于在长期储存中产生气体，可能发生排气从而使电池壳体20破裂。另外，湿气可能渗入因排气而损坏的电池单元中，这可能引起副反应，并且存在电池性能劣化和产生附加气体的问题。因此，越来越需要开发改善了电池单元内部产生的气体的外部排出的电池单元。发明内容
[0008] 技术问题
[0009] 本公开旨在提供改进了绝缘性能和气体排放性能的电池单元以及包括该电池单元的电池模块。
[0010] 本公开所要解决的目的不限于上述目的，并且本领域技术人员根据本说明书和附图可以清楚地理解本文未提及的目的。
[0011] 技术方案
[0012] 在本公开的一个方面，提供了一种电池单元，其包括：电池壳体，该电池壳体具有容纳部分和密封部分，在所述容纳部分中安装有电极组件，所述密封部分通过密封其外周而形成；电极引线，该电极引线电连接到包括在所述电极组件中的电极接头并且经由所述密封部分突出到所述电池壳体之外；以及引线膜，该引线膜位于所述电极引线的上部和下部中的至少一个中的与所述密封部分相对应的部分处，其中，气体排放引导单元被插入到所述引线膜中，所述电池壳体包括从所述密封部分延伸的盖部分，并且所述盖部分位于所述引线膜上并且在所述电池壳体的向外方向上突出。
[0013] 盖部分可以位于气体排放引导单元上。
[0014] 基于与电极引线的突出方向垂直的方向，盖部分的长度可以等于或大于气体排放引导单元的长度。
[0015] 基于与电极引线的突出方向垂直的方向，盖部分的长度可以等于或小于引线膜的长度。
[0016] 气体排放引导单元可以位于与盖部分的中心相对应的部分中。
[0017] 基于电极引线的突出方向，盖部分的端部可以被定位为比引线膜的端部更靠外。
[0018] 基于电极引线的突出方向，电极引线的端部可以被定位为比盖部分的端部更靠外。
[0019] 盖部分可以基于密封部分在远离引线膜的方向上弯曲。
[0020] 气体排放引导单元可以沿电极引线的突出方向延伸，并且用引线膜围绕气体排放引导单元的与电池壳体的外侧相邻的端部。
[0021] 气体排放引导单元的与电池壳体的内侧相邻的端部可以在电池壳体的内部暴露。
[0022] 在气体排放引导单元与引线膜之间的界面处可以形成有气体排放路径。
[0023] 气体排放引导单元与引线膜之间的粘合力可以小于引线膜与电极引线之间的粘合力或者引线膜与密封部分之间的粘合力。
[0024] 气体排放引导单元可以是由聚酰亚胺和聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种制成的膜层。
[0025] 气体排放引导单元可以是由液体树脂制成的涂覆层。
[0026] 气体排放引导单元还可以包括吸气材料，吸气材料含有氧化钙(CaO)、氯化锂(LiCl)、二氧化硅(SiO2)、氧化钡(BaO)、钡(Ba)和钙(Ca)中的至少一种。
[0027] 气体排放引导单元可以位于电极引线上，并且在气体排放引导单元与电极引线之间可以形成有粘合层。
[0028] 气体排放引导单元与引线膜之间的粘合力可以小于粘合层与气体排放引导单元之间的粘合力以及粘合层与电极引线之间的粘合力中的至少一种。
[0029] 粘合层可以由胶带或粘合粘结剂制成。
[0030] 引线膜在60℃可以具有20巴勒至60巴勒的气体渗透率。
[0031] 在25℃、50％RH的条件下，引线膜在10年内具有0.02g至0.2g的湿气渗透量。
[0032] 气体排放引导单元在60℃可以具有40巴勒以上的气体渗透率。
[0033] 在本公开的另一方面，还提供了一种电池模块，该电池模块包括上述电池单元。
[0034] 技术效果
[0035] 根据实施方式，本公开提供了包括电池壳体从其延伸出的密封部分和位于引线膜上的盖部分的电池单元及包括该电池单元的电池模块，使得可以改进绝缘性能和气体排放性能。
[0036] 具体来说，根据本公开的一个方面，可以在气体排放引导单元与引线膜之间的界面处形成气体排放路径，使得电池单元中的气体可以有效地排放到外部，同时确保相对容易的制造工艺。
[0037] 根据本公开的另一方面，由于盖部分可以被定位为比引线膜的端部更靠外，因此可以改进盖部分的端部的端面的绝缘性能。即使由于电池壳体的内部压力增加而在气体排放路径中出现裂纹，盖部分的端部的端面也被定位为比气体排放路径更靠外，并且因此可以不与泄漏到气体排放路径外部的电解液接触，并且因此也可以改进绝缘性能。
[0038] 根据本公开的另一方面，通过调整排气引导单元的形状，可以控制排气引导单元的排气性能和引线膜的耐久性和气密性。另外，如果需要，通过改变气体排放引导单元的形状，可以简化制造工艺并降低成本。
[0039] 根据本公开的另一方面，通过将引线膜的气体渗透率和湿气渗透量设置在预定范围内，可以更有效地防止湿气从外部渗透，同时排放在电池单元内部产生的气体。
[0040] 本公开的效果不限于以上效果，并且本领域技术人员从本说明书和附图中将清楚地理解本文未提及的效果。

附图说明

[0041] 图1是示出了传统电池单元的顶视图。
[0042] 图2是沿图1的轴a‑a′轴提取的截面图。
[0043] 图3是示出了根据本公开的实施方式的电池单元的顶视图。
[0044] 图4是示出了图3的双点划线区域的放大图。
[0045] 图5是沿图3的轴A‑A′提取的截面图。
[0046] 图6示出了气体排放引导单元的各种形状。
[0047] 图7是示出了图5的双点划线区域的放大图。
[0048] 图8是示出了形成在图7的引线膜与气体排放引导单元之间的界面处的气体排放路径的图。
[0049] 图9是示出了由于图8的气体排放路径的一部分中产生的裂纹而导致的电解液泄漏的图。
[0050] 图10是示出了沿图3的轴A‑A′提取的、根据本公开另一实施方式的电池单元的截面图。
[0051] 图11是示出了图10的双点划线区域的放大图。
[0052] 图12是示出了形成在图11的引线膜与气体排放引导单元之间的界面处的气体排放路径的图。
[0053] 图13是示出了由于图12的气体排放路径的一部分中产生的裂纹而导致的电解液泄漏的图。
[0054] 图14是根据比较例的沿图1的a‑a′轴提取的截面图。
[0055] 图15是示出了图14的双点划线区域的放大图并且示出了由于图14的气体排放路径的一部分中产生的裂纹而导致的电解液泄漏。

具体实施方式

[0056] 在下文中，参照附图，将详细描述本公开的各种实施方式，以便本领域技术人员容易地实现。本公开可以以各种不同的形式实现，并非限于本文描述的实施方式。
[0057] 为了清楚地说明本公开，省略了与描述无关的部分，并且相同或相似的部件在整个说明书中被赋予相同的附图标记。
[0058] 另外，由于附图中所示的每个部件的尺寸和厚度是为了便于描述而任意表示的，因此本公开不必限于附图。为了清楚地表达附图中的各种层和区域，厚度被夸大。此外，在附图中，为了便于说明，夸大了一些层和区域的厚度。
[0059] 另外，在整个说明书中，当零件“包括”某个部件时，这意味着还可以包括其它部件，而不是排除其它部件，除非另有提及。
[0060] 另外，在整个说明书中，当提及“顶视图”时，是指从上方观察目标部分，而当提及“截面图”时，是指从侧面观察目标部分的垂直切割截面。
[0061] 在下文中，将描述根据本公开的实施方式的电池单元。然而，本文将基于电池单元的一端进行描述，但不一定限于此，并且可以在电池单元的另一端的情况下描述相同或相似的内容。
[0062] 图3是示出了根据本公开的实施方式的电池单元的顶视图。
[0063] 根据本公开的实施方式的电池单元100包括：电池壳体200，该电池壳体200具有其中安装电极组件110的容纳部分210和通过密封其外周而形成的密封部分250；电极引线300，该电极引线300电连接到被包括在电极组件110中的电极接头150并且经由密封部分
250突出到电池壳体200之外；以及引线膜400，该引线膜400位于电极引线300的上部和下部中的至少一个中与密封部分250相对应的部分。例如，电池单元100在沿X轴的方向上具有长边并且在沿Y轴的方向上具有短边，并且在Z轴方向上具有与X轴或Y轴的长度相比较小的厚度，使得它可以是近似矩形板状单元。电极引线300可以形成在电池单元100的短边处。这样的电池单元100在Z轴方向上集成以面对面地层叠多个电池单元100，这是提高能量密度的有效结构。
[0064] 电极组件110可以具有卷芯型(卷绕型)、层叠型(层压型)或复合型(层叠/折叠型)的结构。更具体来说，电极组件110可以包括正极、负极和置于它们之间的隔膜。
[0065] 电极引线300电连接到被包括在电极组件110中的电极接头150，并经由密封部分250突出到电池壳体200之外。另外，引线膜400位于在电极引线300的上部和下部中的至少一个中与密封部分250相对应的部分。因此，引线膜400可以改善密封部分250和电极引线
300的密封性能，同时防止在与密封部分250一起热熔融或压熔融期间在电极引线300中发生短路。
[0066] 参照图3，引线膜400可以比电极引线300具有更宽的宽度。这里，引线膜400的宽度是指引线膜400在垂直于电极引线300的突出方向(X轴方向)的方向(Y‑轴方向)上一端与另一端之间的距离，并且电极引线300的宽度是指电极引线300在垂直于电极引线300的突出方向的方向上的一端与另一端之间的距离的最大值。
[0067] 基于电极引线300的突出方向，引线膜400可以具有比密封部分250的长度更大的长度并且具有比电极引线300的长度小的长度。这里，引线膜400的长度是指引线膜400在电极引线300的突出方向上的一端与另一端之间的距离的最大值。密封部分250的长度是指密封部分250在电极引线300的突出方向上的一端与另一端之间的距离的最大值。电极引线300的长度是指电极引线300在电极引线300的突出方向上的一端与另一端之间的距离的最大值。因此，引线膜400可以在不干扰电极引线300的电连接的情况下防止电极引线300的侧表面暴露于外部。
[0068] 电池壳体200可以是包括树脂层和金属层的层压片。更具体来说，电池壳体200可以由层压片制成，并且可以包括形成最外层的外树脂层、防止材料渗透的阻挡金属层和用于密封的内树脂层。例如，阻挡金属层可以由铝材料制成。
[0069] 在此，可以通过根据预定形状切割层压板来制造电池壳体200，并且在电池壳体200的边缘处，外树脂层、阻挡金属层和内树脂层的端面树脂层可以暴露于外部。在处，切割方法可以采用激光切割、刀切割、模具冲孔等，但本发明不限于此，并且在切割层压板时通常应用的切割方法也可以包括在本实施方式中。
[0070] 然而，在电池壳体200中，当在电池壳体200边缘处暴露出的阻挡金属层与外部材料或电解液接触时，这可能形成电路并导致起火。因此，在本实施方式中，需要确保在电池壳体200边缘处暴露出的阻挡金属层绝缘。
[0071] 图4是示出了图3的双点划线区域的放大图。图5是沿图3的轴A‑A′提取的截面图。
[0072] 参照图4和图5，在本实施方式中，气体排放引导单元450可以插入到引线膜400中，并且电池壳体200可以包括从密封部分250延伸的盖部分270。
[0073] 这里，密封部分250和盖部分270可以彼此集成在一起。更具体来说，由于容纳部分210和盖部分270在电池壳体200中热熔融或压熔融，并且密封部分250可以形成在容纳部分
210和盖部分270之间。
[0074] 另外，盖部分270可以从密封部分250延伸并且可以在电池壳体200的向外方向上突出。更具体来说，盖部分270可以从位于引线膜400上的密封部分250延伸。也就是说，盖部分270可以位于引线膜400上。这里，基于密封部分250，盖部分270可以在与引线膜400在电池壳体200的向外方向上突出的方向相同的方向上延伸。
[0075] 此外，盖部分270可以位于气体排放引导单元450上。更具体来说，盖部分270可以位于气体排放引导单元450上，并且引线膜400置于它们之间。换言之，盖部分270可以位于与引线膜400中气体排放引导单元450所在的部分相对应的部分中。也就是说，盖部分270可以覆盖引线膜400中气体排放引导单元450所在的部分。当切割电池壳体200时，可以切割电池壳体200使得盖部分270在X轴方向上比密封部分250长，从而提供能够覆盖气体排放引导单元450所在的部分的盖部分270。
[0076] 例如，气体排放引导单元450可以位于与盖部分270的中心相对应的部分中。换言之，气体排放引导单元450的中心线和盖部分270的中心线可以彼此重合。
[0077] 根据该构造，在本实施方式中，由于盖部分270可以位于引线膜400的气体排放引导单元450上，盖部分270可以覆盖由引线膜400和气体排放引导单元450形成的气体排放路径的、暴露于电池壳体200外部的部分。换言之，电池壳体200的切割面可以覆盖气体排放路径。
[0078] 参照图4，基于与电极引线300的突出方向垂直的方向，盖部分270的长度可以等于或大于气体排放引导单元450的长度。这里，盖部分270的长度是指盖部分270在与电极引线300的突出方向正交的方向上的一端与另一端之间的距离的最大值。气体排放引导单元450的长度是指气体排放引导单元450在与电极引线300的突出方向正交的方向上的一端和另一端之间的距离的最大值。
[0079] 因此，盖部分270可以覆盖引线膜400中位于电池壳体200外部的、气体排放引导单元450的整个部分。也就是说，可以有效地覆盖由引线膜400和气体排放引导单元450形成的气体排放路径的、暴露于电池壳体200的外部的整个部分。
[0080] 例如，基于与电极引线300的突出方向垂直的方向，盖部分270的长度可以等于或小于引线膜400的长度。这里，引线膜400的长度是指引线膜400在与电极引线300的突出方向正交的方向上的一端和另一端之间的距离的最大值。也就是说，盖部分270可以覆盖引线膜400所在的部分的一部分或全部。
[0081] 根据以上构造，在本实施方式中，由于盖部分270可以具有与引线膜400的尺寸相似的尺寸，所以可以有效地覆盖气体排放引导单元450所在的部分，同时增加电池单元100的空间效率。
[0082] 然而，盖部分270的尺寸不限于此，并且本实施方式中可以包括任何尺寸，只要能够如上所述地覆盖气体排放引导单元450所在的部分即可。
[0083] 参照图4和图5，基于电极引线300的突出方向，盖部分270的端部可以被定位为比引线膜400的端部更靠外。换言之，盖部分270的端部可以从密封部分250延伸，并且可以延伸到比引线膜400的端部更靠外。
[0084] 更具体来说，盖部分270可以相对于密封部分250在远离引线膜400的方向(Z轴方向)上弯曲。这里，盖部分270相对于密封部分250弯曲的角度可以是由于密封部分250熔融而产生的角度。然而，如果需要，盖部分270相对于密封部分250弯曲的角度可以被调整为小于或大于由于密封部分250熔融而产生的角度。
[0085] 因此，在本实施方式中，盖部分270可以被定位为比引线膜400的端部更靠外，从而提高盖部分270的端部的端面的绝缘性能。也就是说，即使当根据电池壳体200的内部压力增加在气体排放路径中出现裂纹时，盖部分270的端部的端面也可以不与泄漏到气体排放路径外部的电解液接触，因为它被定位为比气体排放路径位更靠外，因此也可以提高绝缘性能。换言之，通过在气体排放路径的一部分中将电池壳体200切割得较长，电池壳体200的切割面充分覆盖气体排放路径，因此即使电解液泄漏，暴露于电池壳体200的切割面的阻挡金属层也不与泄漏的电解液接触。因此，不会形成电路，并且可以保持绝缘性能。
[0086] 此外，基于电极引线300的突出方向，电极引线300的端部可以被定位为比盖部分270的端部更靠外。换言之，盖部分270的端部可以从密封部分250延伸并且可以延伸得比电极引线300的端部短。
[0087] 因此，在本实施方式中，由于电极引线300的端部被定位为比盖部分270的端部更靠外，因此盖部分270可以提高绝缘性能同时不干扰电极引线300与其它部件之间的电连接。
[0088] 参照图4和图5，气体排放引导单元450可以沿着电极引线300的突出方向延伸。更具体来说，在气体排放引导单元450中，气体排放引导单元450的与电池壳体200的外侧相邻的端部可以用引线膜400围绕。换言之，气体排放引导单元450的与电池壳体200的外侧相邻的端部可以不暴露于电池壳体200之外。
[0089] 另外，气体排放引导单元450的与电池壳体200的内侧相邻的端部可以在电池壳体200的内部暴露。换言之，气体排放引导单元450的与电池壳体200的内侧相邻的端部可以与引线膜400的端部位于相同垂直线上，或者可以与引线膜400的端部相比位于电池壳体200的内侧。
[0090] 因此，在引线膜400中，由于气体排放引导单元450的与电池壳体200的外侧相邻的一个端部没有暴露于电池壳体200之外，因此可以改进由引线膜400和密封部分250导致的电池壳体200的密封力。另外，在引线膜400中，由于气体排放引导单元450的与电池壳体200的内侧相邻的端部在电池壳体200的内部暴露，因此电池单元100中产生的气体可以容易地沿着由气体排放引导单元450形成的气体排放路径引导并且可以有效地排放到外部。
[0091] 进一步参照图5，引线膜400在气体排放引导单元450的上表面上的厚度H(在Z轴方向上的高度)可以为100μm至300μm，或者100μm至200μm。当引线膜400的厚度H满足以上范围时，电池壳体200内部的气体可以更容易地排放到外部。
[0092] 此外，参照图5，基于电极引线300的突出方向，围绕气体排放引导单元450的前表面的引线膜400的宽度W可以为2mm以上，或者2mm至3mm。当引线膜400的宽度W满足以上范围时，在电池壳体200内部产生的气体被排放到外部的同时，引线膜400可以尽可能不被撕裂。
[0093] 另外，气体排放引导单元450可以具有50μm至150μm的厚度D。当气体排放引导单元450的厚度满足以上范围时，电池壳体200内部的气体可以更容易地排放到外部。图6示出了气体排放引导单元的各种形状。气体排放引导单元450可以以预定图案形成以排放电池壳体200内部的气体。
[0094] 例如，气体排放引导单元450可以具有沿着电极引线300的突出方向延伸的矩形形状，如图4所示。然而，本公开不限于此，并且气体排放引导单元450可以具有各种形状，诸如图6的(a)所示的圆形、如图6的(b)所示的椭圆形状、以及其它直线或曲线形状。
[0095] 作为另一示例，气体排放引导单元450可以包括沿着电极引线300的突出方向的第一气体排放引导单元450a和在与电极引线300的突出方向垂直的方向上延伸的第二气体排放引导单元450b，如图6的(c)所示。具体而言，第一气体排放引导单元450a和第二气体排放引导单元450b可以彼此连接。这里，第二气体排放引导单元450b可以基于密封部分250位于密封部分250外侧且引线膜400的内侧，如图6的(c)所示；或者可以基于密封部分250位于密封部分250的内侧且引线膜400的外侧，如图6的(d)所示。另选地，第二气体排放引导单元450b可以相对于密封部分250位于引线膜400的外侧和引线膜400的内侧二者，如图6的(e)所示。然而，气体排放引导单元450的形状不限于以上，并且气体排放引导单元450可以以适当的形状插入到引线膜400中。因此，通过调整插入到引线膜400中的气体排放引导单元450的形状，可以控制气体排放引导单元450的气体排放性能以及引线膜400的耐久性和气密性。另外，如果需要，通过改变气体排放引导单元450的形状，可以简化制造工艺并降低成本。
[0096] 例如，在引线膜400中可以包括仅一个气体排放引导单元450，如图4所示。作为另一示例，多个气体排放引导单元450可以插入到引线膜400中并且被定位为彼此间隔开。
[0097] 因此，可以通过调整插入到引线膜400中的气体排放引导单元450的数量来控制气体排放引导单元450的气体排放性能以及引线膜400的耐久性和气密性。另外，如果需要，通过使气体排放引导单元450的数量最小化，可以简化制造工艺并降低成本。
[0098] 图7是示出了图5的双点划线区域的放大图。图8是示出了形成在图7的引线膜与气体排放引导单元之间的界面处的气体排放路径的图。图9是示出了由于图8的气体排放路径的一部分中产生的裂纹而导致的电解液泄漏的图。
[0099] 参照图7和图8，在本实施方式中，可以在气体排放引导单元450与引线膜400之间的界面处形成气体排放路径。更具体来说，如图7和8所示，气体排放路径可以是指其中气体排放引导单元450和引线膜400之间的界面的至少一部分由于电池壳体200中产生的气体的压力而间隔开的空间。在图8中，气体的移动路径由虚线箭头表示。也就是说，如图8中虚线箭头方向所示，气体排放路径可以是指气体被引入在气体排放引导单元450与引线膜400之间的界面处的空间中或被排放到外部的路径。
[0100] 这里，气体排放引导单元450与引线膜400之间的粘合力可以小于引线膜400与电极引线300之间的粘合力或者引线膜400与密封部分250之间的粘合力。更具体来说，当电池壳体200内部的压力由于电池单元100中产生的气体而增加时，气体排放引导单元450和引线膜400之间的界面的粘合力比引线膜400和其它部件之间的粘合力相对更低，因此气体排放引导单元450和引线膜400之间的界面的至少一部分可以由于电池单元100中产生的气体的压力而间隔开，如图8所示。
[0101] 也就是说，在本实施方式中，随着气体排放引导单元450和引线膜400由于气体排放引导单元450和引线膜400之间相对低的粘合力而间隔开，电池单元100内部的气体可以被引入形成在气体排放引导单元450和引线膜400之间的界面处的气体排放通道中，并且气体可以沿着气体排放通道移动并最终通过引线膜400排放。被引入气体排放通道中的气体可以根据与外部的压差而排放到外部。
[0102] 然而，气体排放路径不仅可以包括气体排放引导单元450的上表面与引线膜400之间的界面以及气体排放引导单元450的下表面与引线膜400之间的界面都间隔开的情况(如图8所示)，而且包括气体排放引导单元450的上表面与引线膜400之间的界面或气体排放引导单元450的下表面与引线膜400之间的界面间隔开的情况。
[0103] 例如，气体排放引导单元450可以是由聚酰亚胺(PI)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的至少一种制成的膜层。作为另一示例，气体排放引导单元450可以是由液体树脂制成的涂覆层。然而，气体排放引导单元450的形状或构成其的材料不限于此，并且任何形状或材料可以包括本实施方式中，只要气体排放引导单元450和引线膜400之间的界面的粘合力可以比引线膜400与其它部件之间的粘合力相对低即可。
[0104] 因此，由于根据本实施方式的电池单元可以通过气体排放引导单元450和引线膜400之间相对低的粘合力，在气体排放引导单元450和引线膜400之间的界面处形成气体排放路径，因此可以有效地将电池单元100中的气体排放到外部，同时制造工艺相对容易。
[0105] 此外，再次参照图4和图5，基于电极引线300的突出方向，气体排放引导单元450的一个端部可以被定位为比密封部分250的内表面更靠内。在本说明书中，密封部分250的内表面是指密封部分250的与电池壳体200的内部相邻的端部，并且气体排放引导单元450的被定位比密封部分250的内表面更靠内的一个端部是指气体排放引导单元450的一个端部朝向电池壳体200的内部被定位为比密封部分250的内表面更靠内。当气体排放引导单元450的一个端部被定位为比密封部分250的内表面更靠内时，它不干扰密封部分250，因此可以更容易地将气体引入气体排放引导单元450中。
[0106] 另外，基于电极引线300的突出方向，气体排放引导单元450的另一端部可以被定位为比密封部分250的外表面更靠外。在本说明书中，气体排放引导单元450的外表面是指密封部分250的与电池壳体200的外侧相邻的端部，并且气体排放引导单元450的被定位为比密封部分250的外表面更靠外的另一端部是指气体排放引导单元450的另一端部朝向电池壳体200的外部被定位为比密封部分250的外表面更靠外。例如，在密封部分250的外表面和气体排放引导单元450的另一端部之间设置有间隔P。如果如上所述，气体排放引导单元450的另一端部被定位为比密封部分250的外表面更靠外，则被引入气体排放引导单元450的气体可以更容易排放到外部。例如，由于气体排放引导单元450的另一端部不干扰密封部分250，所以被引入气体排放引导单元450的气体可以更容易地排放到外部。
[0107] 因此，电池单元100内部产生的气体可以朝向气体排放引导单元450排放，并且被引入气体排放引导单元450中的气体可以容易地排放到外部，如图8所示。另外，电池单元100内部产生并排放到外部的气体量也可以增加。以此方式，电池壳体200内部产生的气体可以容易地排放到气体排放引导单元450中并且可以更容易地排放到气体排放引导单元
450的外部。
[0108] 此外，如图8所示，被引入气体排放引导单元450中的气体可以特别容易地通过气体排放引导单元450上的引线膜400沿Z轴方向排放。例如，当气体排放引导单元450的另一端部被定位为比密封部分250的外表面更靠外时，被引入气体排放引导单元450中的气体可以在引线膜400中的位于气体排放引导单元450的另一端部和密封部分250的外表面之间的部分中沿Z轴方向排放。如上所述，气体排放引导单元450的上表面上的引线膜400的厚度H可以为100μm至300μm，并且基于电极引线300的突出方向，围绕气体排放引导单元450的前表面的引线膜400的宽度W可以为2mm以上，或者2mm至3mm。如上所述，当气体排放引导单元450的另一端部被定位为比密封部分250的外表面更靠外时，气体可以通过位于Z轴方向上的部分排放，该部分是引线膜400中相对薄的部分。因此，可以更容易地排放气体。此外，如果在发生气体排放时气体排放路径被密封部分250完全阻挡，则不能顺利排放气体。因此，如上所述，在密封部分250的外表面和气体排放引导单元450的另一端部之间设置有间隔P，使得可以顺利排放气体。
[0109] 参照图9，在本实施方式中，在形成在气体排放引导单元450和引线膜400之间的界面处的气体排放路径中，当经过预定时间时可能在引线膜400的一部分中形成裂纹。更具体来说，当电池单元100内部的气体连续地引入气体排放路径并从气体排放路径排放时，引线膜400的与电池壳体200的外侧相邻的端部可能在结构上变弱。即使覆盖气体排放引导单元450的整个表面的引线膜400的宽度W为2mm以上以防止引线膜400的撕裂，但是随着电池单元100的继续使用，在引线膜中也可能形成裂纹。在这种情况下，电池单元100内部的电解液
50可能会通过裂纹泄漏到外部。
[0110] 这里，参照图7至图9，在根据本实施方式的电池单元100中，盖部分270可以被定位为比引线膜400的端部更靠外，并且盖部分270的端部可以被定位为比气体排放路径的端部更靠外。因此，在本实施方式中，即使出现裂纹以使得电解液50泄漏，泄漏到气体排放路径外部的电解液也不会与盖部分270的端部的端面接触。
[0111] 如图9所示，即使电解液50通过裂纹泄漏，泄漏的电解液位于盖部分270的内树脂层上，并且泄漏的电解液也难以到达暴露于盖部分270的端部的端面上的阻挡金属层。也就是说，由于暴露在盖部分270的端部的端面上的阻挡金属层可以不与泄漏到气体排放路径外部的电解液接触，所以可以防止阻挡金属层与电解液之间形成电路，并且因此也可以相应地改进绝缘性能和安全性。
[0112] 另外，气体排放引导单元450还可以包括具有吸收或吸附从外部引入的湿气或其内产生的氢氟酸的功能的材料。更具体来说，气体排放引导单元450还可以包括吸气材料。这里，吸气材料可以指能够利用吸附到化学活化的金属膜的气体的作用而进行抽空的材料。例如，吸气材料可以包括氧化钙(CaO)、氯化锂(LiCl)、二氧化硅(SiO2)、氧化钡(BaO)、钡(Ba)和钙(Ca)中的至少一种。作为另一示例，吸气材料可以具有金属有机骨架(MOF)的结构。然而，吸气材料不限于此，可以包括通常分类为吸气材料的所有种类的材料。
[0113] 因此，在本实施方式中，由于气体排放引导单元450还包括能够吸收或吸附湿气或氢氟酸的材料，因此气体排放引导单元450可以更容易使从电池单元100的外部被引入电池单元100中的湿气或氢氟酸的渗透程度最小化，并且可以更容易地将电池单元100内部产生的气体排放到外部。
[0114] 在本公开的实施方式中，气体排放引导单元450的气体渗透率在60℃可以大于或等于40巴勒。例如，气体排放引导单元450的二氧化碳渗透率可以满足以上范围。
[0115] 例如，气体排放引导单元450可以包括满足以上气体渗透率值的聚烯烃基材料、氟基材料和多孔陶瓷基材料中的至少一种。聚烯烃基材料可以包括选自由聚丙烯、聚乙烯和聚二氟乙烯(PVDF)组成的组的至少一种材料。氟基材料可包括选自由聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯组成的组中的至少一种材料。
[0116] 在本公开的一个实施方式中，引线膜400的气体渗透率在60℃可以为20巴勒至60巴勒，或者30巴勒至40巴勒。例如，引线膜400的二氧化碳渗透率可以满足以上范围。此外，基于200μm的引线膜400的厚度H，气体渗透率可以在60℃满足以上范围。如果引线膜400的气体渗透率满足以上范围，则可以更有效地排放电池单元内部产生的气体。
[0117] 在本说明书中，可以通过ASTM F2476‑20来测量气体渗透率。
[0118] 在本公开的一个实施方式中，在25℃、50％的相对湿度下，引线膜400的湿气渗透量在10年内可以为0.02g至0.2g、或者0.02g至0.04g、或0.06g、或0.15g。如果引线膜400的湿气渗透量满足以上范围，则可以更有效地防止湿气从引线膜400渗透。
[0119] 在本公开的实施方式中，引线膜400在60℃可以具有20巴勒至60巴勒的气体渗透率，并且在25℃、50％RH下，在10年内可以具有0.02g至0.2g的湿气渗透量。当引线膜400的气体渗透率和湿气渗透量满足以上范围时，可以更有效地防止湿气从外部渗透同时排放电池单元100内部产生的气体。
[0120] 可以通过采用ASTM F 1249方法来测量引线膜400的湿气渗透量。此时，可以使用MCOON官方认证的装备来测量湿气渗透量。
[0121] 在本公开的实施方式中，引线膜400可以由粘合组合物形成，该粘合组合物由聚烯烃基材料、环氧树脂和聚氯乙烯(PVC)中的至少一种制成。聚烯烃基材料可以是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等。例如，引线膜400可以是满足上述气体渗透率和/或湿气渗透量值的聚乙烯、聚丙烯等。
[0122] 另外，由于引线膜400由上述材料制成，因此引线膜400可以保持电池单元100的气密性并防止内部电解液泄漏。
[0123] 在下文中，将描述根据本公开的另一实施方式的电池单元。然而，可以主要以与上述电池单元100相同的方式描述根据该实施方式的电池单元，并且将基于与电池单元100不同的部分详细描述气体排放引导单元450。
[0124] 图10是示出了沿图3的A‑A′轴提取的根据本公开另一实施方式的电池单元的截面图。
[0125] 参照图4和图10，在本实施方式中，不同于图5，气体排放引导单元450′可以位于电极引线300′上。更具体来说，单独的引线膜400′可以不位于气体排放引导单元450′和电极引线300′之间。也就是说，气体排放引导单元450′可以插入到与电极引线300′相邻的引线膜400′中，并且可以定位为与电极引线300′相邻。换言之，本实施方式可以具有以下结构：其中在气体排放引导单元450′附接或固定在电极引线300′上之后，引线膜400′围绕气体排放引导单元450′的外表面。
[0126] 因此，由于气体排放引导单元450′被定位为与电极引线300′相邻，因此围绕气体排放引导单元450′的引线膜400′的厚度也可以相对减小，其优点是降低制造成本并且简化制造工艺。
[0127] 另外，可以在气体排放引导单元450′和电极引线300′之间形成粘合层470′。这里，粘合层470′可以沿着气体排放引导单元450′和电极引线300′之间的界面延伸。此时，粘合层470′可以形成在气体排放引导单元450′和电极引线300′之间的整个界面或部分界面上。
[0128] 例如，粘合层470′可以由胶带或粘合粘结剂制成。然而，本公开不限于此，并且可以没有限制地应用具有能够将气体排放引导单元450′和电极引线300′彼此固定的粘合性能的任何材料。
[0129] 因此，气体排放引导单元450′可以通过粘合层470′稳定地固定到电极引线300′。也就是说，由于在气体排放引导单元450′和电极引线300′之间形成有具有相对高粘合力的粘合层470′，因此可以防止由电池单元100的内部压力增加引起的剥离，并且还可以进一步提高电池单元100的密封强度。
[0130] 图11是示出了图10的双点划线区域的放大图。图12是示出了形成在图11的引线膜与气体排放引导单元之间的界面处的气体排放路径的图。图13是示出了由于图12的气体排放路径的一部分中产生的裂纹而导致电解液泄漏的图。
[0131] 参照图11至图13，在本实施方式中，与图7至图9类似，可以在气体排放引导单元450′和引线膜400′之间的界面处形成气体排放路径。然而，在本实施方式中，与图7至图9不同，气体排放引导单元450′被定位为与电极引线300′相邻，并且在气体排放引导单元450′和电极引线300′之间形成有粘合层470′。因此，在气体排放引导单元450′和电极引线300′之间的界面处可以不形成气体排放路径。在图12中，气体的移动路径由虚线箭头来指示。
[0132] 更具体来说，在本实施方式中，气体排放引导单元450′与引线膜400′之间的粘合力可以小于粘合层470′与气体排放引导单元450′之间的粘合力和/或者粘合层470′与电极引线300′之间的粘合力。
[0133] 更具体来说，在本实施方式中，当电池单元100内部的压力增加时，气体排放引导单元450′和引线膜400′之间的界面的粘合力比引线膜400′和其它部件之间的粘合力相对更小，如图12所示，气体排放引导单元450′和引线膜400′之间的界面的至少一部分可以由于电池单元100的内部压力而间隔开。
[0134] 此外，在本实施方式中，气体排放引导单元450′与引线膜400′之间的界面的粘合力可以小于气体排放引导单元450′与粘合层470′之间的粘合力和/或粘合层470′与电极引线300′之间的粘合力。因此，可以防止当电池单元100的内部压力增加时气体排放引导单元450′和电极引线400′之间的界面剥离。
[0135] 也就是说，在本实施方式中，由于仅气体排放引导单元450′和引线膜400′之间的界面可以被剥离以形成气体排放路径，所以可以增加电池单元100的密封强度，同时通过气体排放路径保持气体排放性能。另外，根据高密封强度，当电池单元100中产生的气体向外排放时的排气压力也可以更高，也可以进一步提高安全性。
[0136] 此外，在本实施方式中，气体排放路径可以仅形成在气体排放引导单元450′和引线膜400′之间的界面处，即使如图13所示出现裂纹，气体排放路径也可以诱导电池单元100内部的电解液50朝向盖部分270排放。也就是说，还可以进一步改进绝缘性能和安全性。
[0137] 在下文中，将详细描述根据本公开的比较例的电池单元。将与根据图3至图9的实施方式相比较来描述比较例，但也可以将其与根据图10至13的实施方式相比较来描述比较例。
[0138] 图14是根据比较例的沿图1的a‑a′轴提取的截面图。图15是示出了图14的双点划线区域的放大图并且示出了由于图14的气体排放路径的一部分中产生的裂纹而导致电解液泄漏。
[0139] 参照图14和图15，其涉及根据比较例的电池单元10，并且除了包括气体排出引导单元45之外，比较例的电池单元10与图1和图2的电池单元基本相同。在下文中，将详细描述气体排放引导单元45。
[0140] 参照图14，根据比较例的电池单元10包括形成在气体排放引导单元45所在的引线膜40上的密封部分25，并且与图3至图9不同的是，不包括从密封部分25的端部延伸的单独部件。也就是说，密封部分25的端面可以暴露于外部，并且具体而言，密封部分25的端面可以位于由引线膜40和气体排放引导单元45形成的气体排放路径上。
[0141] 参照图15，即使在根据比较例的电池单元10中，如图9所示，随着经过了一定时间，在引线膜40的一部分中也可能会出现裂纹，并且电池单元10内部的电解液可以通过裂纹50泄漏到外部。
[0142] 然而，在根据比较例的电池单元10中，由于密封部分25的端面位于由引线膜40和气体排放引导单元45形成的气体排放路径上，因此密封部分25的端面可以与泄漏到气体排放路径外部的电解液接触，如图15所示。也就是说，由于暴露在密封部分25的端面上的阻挡金属层可以与泄漏到气体排放路径外部的电解液接触，所以在阻挡金属层和电解液之间形成电路，并且例如发生火灾时，可以极大地降低安全性。
[0143] 相反，参照图3至图9，在根据本实施方式的电池单元100中，盖部分270从位于气体排放引导单元450上的密封部分250延伸，并且盖部分270的端部可以被定位为比气体排放路径的端部更靠外。也就是说，不像比较例那样，在本实施方式中，即使在引线膜400的一部分中出现裂纹，从裂纹泄漏的电解液也不会接触盖部分270的端部，因此可以防止在盖部分270的端部与电解液之间形成电路，并且因此也可以改进绝缘性能和安全性。
[0144] 根据本公开的另一实施方式的电池模块包括上述电池单元。同时，根据本实施方式的一个或更多个电池模块可以封装在电池组壳体中以形成电池组。
[0145] 上述电池模块及包括该电池模块的电池组可以应用于各种装置。这些装置可以是诸如电动自行车、电动车辆、混合动力电动车辆等的交通工具，但本公开不限于此，并且本公开可以应用于各种可以使用电池模块及包括该电池模块的电池组的装置，这也在本公开的权利范围内。
[0146] 虽然以上已经详细描述了本公开的优选实施方式，但是本公开的权利范围并不限于此，并且本领域的技术人员使用所附权利要求书中限定的本公开的基本构思而做出的各种修改和改进也落入本公开的权利范围内。
[0147] [附图标记]
[0148] 100：电池单元
[0149] 110：电极组件
[0150] 200：电池壳体
[0151] 210：容纳部分
[0152] 250：密封部分
[0153] 270：盖部分
[0154] 300：电极引线
[0155] 400：引线膜
[0156] 450：气体排放引导单元

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